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波動性可再生能源大規模并網成為了電力系統新的重要不確定性因素，準確評估這種不確定性對電力系統靜態電壓穩定性的影響，有利于提系統運行安全水平。為此，本文基于擴展仿射算術建立了靜態電壓穩定性區間評估模型，利用解析化方差分解的全局靈敏度指標來辨識輸入變量對靜態電壓穩定性影響的重要程度。

項目研究背景

傳(chuan)統靜態(tai)電壓(ya)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)分析以(yi)確定(ding)(ding)性(xing)潮流(liu)方程或擴展潮流(liu)方程為(wei)基礎，忽(hu)略了可再(zai)生能源出力(li)的波(bo)動性(xing)和負荷功率的時變性(xing)。確定(ding)(ding)性(xing)靜態(tai)電壓(ya)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)的評估結果已無法全面準確反映系(xi)統電壓(ya)的運行態(tai)勢。

根據建模方式的不(bu)(bu)同，不(bu)(bu)確定(ding)性靜態(tai)電(dian)壓(ya)(ya)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)性分析方法主要包括(kuo)概(gai)(gai)(gai)率(lv)(lv)評(ping)(ping)估(gu)方法和(he)區間(jian)評(ping)(ping)估(gu)方法。靜態(tai)電(dian)壓(ya)(ya)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)性概(gai)(gai)(gai)率(lv)(lv)評(ping)(ping)估(gu)需(xu)(xu)要建立不(bu)(bu)確定(ding)量(liang)(liang)精(jing)確的概(gai)(gai)(gai)率(lv)(lv)分布(bu)模型，而實際應用中(zhong)輸(shu)入樣本數據往往不(bu)(bu)足，導致所(suo)建立的概(gai)(gai)(gai)率(lv)(lv)分布(bu)模型精(jing)度(du)不(bu)(bu)高，因而，多數研究(jiu)中(zhong)需(xu)(xu)假(jia)設(she)輸(shu)入不(bu)(bu)確定(ding)量(liang)(liang)服從某種(zhong)概(gai)(gai)(gai)率(lv)(lv)分布(bu)，在一定(ding)程度(du)上限制了靜態(tai)電(dian)壓(ya)(ya)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)性概(gai)(gai)(gai)率(lv)(lv)評(ping)(ping)估(gu)方法的應用。

相(xiang)比(bi)概率評估(gu)方(fang)法，靜(jing)態電壓穩(wen)定(ding)性區間評估(gu)方(fang)法僅需(xu)輸入不確定(ding)量的邊界(jie)信息，將不確定(ding)量波動范圍的上(shang)下邊界(jie)描(miao)述(shu)為區間變量，所需(xu)的統計信息較(jiao)少，建模相(xiang)對容易。

論文所解決的問題及意義

已有(you)的靜(jing)態電(dian)壓穩定性區間評估方法仍存在如下(xia)兩(liang)個主要(yao)問(wen)題(ti)：

1）常用仿射算術(shu)以(yi)一階(jie)區(qu)間泰勒展開為基礎構(gou)建，導致其在求解靜態電壓(ya)穩定(ding)裕度的(de)過程中抑制區(qu)間擴張效(xiao)應(ying)的(de)能(neng)力(li)有限，需(xu)要研究(jiu)新的(de)評估(gu)(gu)方法以(yi)降低(di)評估(gu)(gu)結果的(de)保守(shou)性；

2）常用(yong)仿射(she)算(suan)術借助噪聲(sheng)元的(de)類同位素追蹤功能(neng)來定性(xing)分(fen)析(xi)各輸入區(qu)間變(bian)量對(dui)系統輸出區(qu)間變(bian)量的(de)影(ying)響，目前(qian)尚(shang)未可量化評估各輸入不確定量對(dui)靜態電壓(ya)穩(wen)定性(xing)影(ying)響重要(yao)程(cheng)度的(de)方(fang)法。

本文基于二階(jie)區間泰勒(le)展(zhan)開的(de)(de)擴(kuo)展(zhan)仿射(she)算(suan)術提出了不確定(ding)性(xing)靜態電(dian)壓(ya)(ya)穩定(ding)性(xing)的(de)(de)全局靈(ling)(ling)敏分(fen)(fen)(fen)析方(fang)(fang)(fang)法(fa)。首先(xian)根據擴(kuo)展(zhan)仿射(she)算(suan)術構建基于L指標的(de)(de)靜態電(dian)壓(ya)(ya)穩定(ding)性(xing)評估模(mo)型(xing)。然后利用基于解(jie)析化(hua)方(fang)(fang)(fang)差分(fen)(fen)(fen)解(jie)的(de)(de)全局靈(ling)(ling)敏度分(fen)(fen)(fen)析方(fang)(fang)(fang)法(fa)定(ding)量(liang)評估各輸入區間變量(liang)對(dui)靜態電(dian)壓(ya)(ya)穩定(ding)性(xing)影響的(de)(de)重要性(xing)。

論文方法及創新點

基于方(fang)(fang)差(cha)(cha)(cha)分解(jie)的全局(ju)靈敏(min)(min)度分析是通過單個輸(shu)入(ru)變(bian)量的方(fang)(fang)差(cha)(cha)(cha)貢獻來反映各個輸(shu)入(ru)不確(que)定量的影響程度，把單個輸(shu)入(ru)變(bian)量或者(zhe)多個輸(shu)入(ru)變(bian)量的方(fang)(fang)差(cha)(cha)(cha)貢獻除(chu)以輸(shu)出響應的總方(fang)(fang)差(cha)(cha)(cha)，即為全局(ju)靈敏(min)(min)度指標。通過比較輸(shu)入(ru)擾動源(yuan)的全局(ju)靈敏(min)(min)度指標大小(xiao)便能清(qing)晰地辨識出對(dui)靜態(tai)電壓穩定性(xing)影響的主要因素和次要因素。

結論

考(kao)慮新能源場站(zhan)自(zi)身輸(shu)出功率的(de)(de)波動性和(he)場站(zhan)間(jian)輸(shu)出功率的(de)(de)相關性，本文利(li)用擴(kuo)展(zhan)仿射(she)(she)方(fang)法構建了系統(tong)靜(jing)態(tai)(tai)(tai)電(dian)壓穩(wen)定性評(ping)估的(de)(de)擴(kuo)展(zhan)仿射(she)(she)模型(xing)，可得到系統(tong)靜(jing)態(tai)(tai)(tai)電(dian)壓穩(wen)定性L指標的(de)(de)區間(jian)邊界，同時能辨識出系統(tong)中的(de)(de)薄弱(ruo)節點。進一步將基于(yu)解析(xi)化方(fang)差(cha)分解的(de)(de)全局靈(ling)敏(min)度(du)分析(xi)方(fang)法和(he)靜(jing)態(tai)(tai)(tai)電(dian)壓穩(wen)定性評(ping)估的(de)(de)擴(kuo)展(zhan)仿射(she)(she)模型(xing)相結合，提出了基于(yu)擴(kuo)展(zhan)仿射(she)(she)模型(xing)的(de)(de)靜(jing)態(tai)(tai)(tai)電(dian)壓穩(wen)定性全局靈(ling)敏(min)度(du)分析(xi)方(fang)法。